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技术平台光伏发电防孤岛保护配置方案分析刘春潇1，王子恒2（1.绥化电力设计院；2 国网绥化供电公司，黑龙江 绥化 152000）摘 要：发电站并网需要特殊防止发生的重要环节就是孤岛效应，他可能造成系统电压、频率等重要参数的变化间接影响用户的安全用电。
本文提出在光伏发电采用主动扰动抗干扰的方法防范孤岛效应的发生，并提出方案和模型。
关键词：光伏发电；孤岛效应光伏发电是一个将直流电逆变成交流电源的过程，通过升压与一定的保护措施后进行与系统电网并网，由于光伏发电的特殊性，保护措施有防功率器过流、防止欠压、滤波等保障措施，但是多少的光伏电站装机容量都相对较小，很难独立支撑一个区域的电力供应并且保证电能质量的安全，所以在电网故障状态时要考虑光伏电站的孤岛运行，即防孤岛效应。
0 引言孤岛效应的提出最早是美国Sandia实验室，它们论述在电力公司网络故障或因检修而停止电力供应的情况下，小型发电站脱离区域网络，形成自发自供并负载大面积供电的情况，如火力发电、水利发电、风力发电都会存在这种独立供电的情况，而这种情况下运行在配电系统负荷变化快、不稳定的条件下，会拉低发电机出力，造成电压不稳、频率不稳等电能质量问题，从而造成用电设备的损坏等不利影响，所以为了防止这种小型发电站并网后脱离系统网络独自承载供电的情况发生，便要设立防孤岛效应的措施以解决安全隐患问题。
1 孤岛保护的方式类型那么对防孤岛保护的要求有哪些呢?首先来讲防孤岛保护应具备主动式和被动式。
主动式包括频率偏高、有功和无功功率变动等。
被动式包括电压相位跳动、频率变化等。
孤岛保护跳闸出口一般接在并网断路器上，当出现孤岛现象时切断并网断路器。
因此防孤岛保护装置须具备精确检并网点的电压、频率，然后当电压、频率出现波动且大于定制时跳闸出口动作，断开并网开关。
2 孤岛过程的分析孤岛发生多数是电网断电后，发电站未能及时脱离系统，而短时间内继续发电并网的情况。
所以对于电网断电的判读速度和准确性对于孤岛现象的避免极为重要。
光伏逆变器并网稳定控制与防孤岛保护技术研究随着光伏发电的规模化应用,大量逆变器接入电网,由于电网阻抗的存在,使得逆变器与逆变器之间、逆变器与电网之间发生交互影响,产生了诸如公共耦合点谐波增大、逆变器脱网、非计划性孤岛运行等问题,对电网的安全可靠运行产生重大影响。
为保证光伏逆变器安全可靠、灵活高效接入电网,本文在863课题的支持下,针对逆变器谐振脱网、传统锁相技术对异常电网电压适应性差、多逆变器防孤岛保护失效等问题,进行了系统的分析和研究,取得了一些创新性成果。
揭示了数字控制时间延迟对逆变器稳定性影响的机理,得出了逆变器稳定运行的约束条件。
首先分别建立了逆变器侧电流反馈单环控制和网侧电流反馈单环控制下的逆变器模型,然后在不同数字控制时间延迟条件下,定量分析了控制频率和滤波器谐振频率之间的约束关系。
同时,得出了逆变器稳定时对电流控制器比例增益的约束关系。
揭示了逆变器与电网谐振的机理,提出重塑逆变器输出导纳抑制谐振的新方法。
首先在建立单/多逆变器与电网模型的基础上,发现逆变器等效输出导纳与电网导纳之比的频率特性不满足Nyquist稳定判据,这是引起逆变器-电网谐振的原因。
然后通过数学分析的方法确定了逆变器侧电流反馈单环控制和网侧电流反馈单环控制下的逆变器输出导纳负实部所在的频率区间,得到了改变逆变器的控制频率和电流控制器控制参数均不能彻底消除逆变器输出导纳负实部的结论。
最后提出了基于数字控制和无源阻尼相结合的输出导纳重塑方法,使逆变器等效输出导纳与电网导纳之比满足Nyquist稳定判据。
经仿真验证,所提方法有效抑制了逆变器与电网间相互作用所产生的谐振,提高了逆变器稳定性和对电网的适应性。
提出了一种适用于多逆变器并网系统的孤岛检测新方法。
首先对现有孤岛检测方法进行综合比较分析,指出基于频率正反馈孤岛检测方法适合用来进行多逆变器并网系统孤岛检测。
然后提出了一种基于电力线载波通讯的Sandia频率偏移法,通过合理设计正反馈增益,实现孤岛检测性能与逆变器输出功率解耦,提高了多逆变器并网系统的孤岛检测能力,并且不受逆变器的频率测量误差和线路阻抗的影响。
孤岛光伏并联逆变器系统的固定时间模糊反步控制策略随着能源需求的增加和对可再生能源的追求，光伏发电技术成为解决能源危机的重要途径之一。
而光伏并联逆变器系统作为光伏发电系统中的重要组成部分，在实现电能的高质量反馈和电网之间的有效交互方面具有重要作用。
然而，孤岛现象是光伏发电系统中一个棘手的问题。
当光伏发电系统与电网断开连接时，光伏并联逆变器系统可能会出现孤岛现象，导致电能不能有效地注入电网，甚至对逆变器系统造成损坏。
为了解决这一问题，研究者们提出了各种各样的控制策略，其中固定时间模糊反步控制策略成为一种较为有效的方法。
固定时间模糊反步控制策略的核心思想是利用模糊逻辑和反步控制相结合，使光伏并联逆变器系统能够在孤岛情况下及时检测到电网的失联，并采取相应的措施。
具体来说，控制策略包括以下几个关键步骤：首先，采用模糊逻辑控制，根据光伏发电系统的输入和输出特征，构建模糊推理系统，实现光伏并联逆变器系统的电压和频率的控制。
通过建立模糊规则库和隶属函数，系统可以根据输入信号的大小和变化趋势进行模糊推理，从而得出相应的控制动作。
其次，采用反步控制策略，通过对光伏并联逆变器系统的状态进行建模和分析，构建逆向步内嵌控制器。
该控制器可以实现对系统状态变化的跟踪，并通过自适应调整控制参数来实现系统的稳定运行。
与传统的控制方法相比，反步控制策略具有更强的鲁棒性和自适应性，在孤岛情况下能够更加稳定地控制光伏并联逆变器系统的输出。
最后，将模糊逻辑控制和反步控制相结合，设计固定时间模糊反步控制器。
该控制器可以根据孤岛情况下光伏并联逆变器系统的实时状态，及时切换控制模式，并采取相应的反步控制策略。
通过实时监测和调整，控制器可以使系统迅速适应环境变化，并保证系统的稳定性和可靠性。
总结来说，固定时间模糊反步控制策略为解决光伏并联逆变器系统孤岛问题提供了有效途径。
这种策略结合了模糊逻辑和反步控制的优点，并通过实时监测和调整，能够及时发现并应对孤岛情况，保证光伏并联逆变器系统的高效运行。
光伏逆变器——孤岛效应
光伏逆变器是将直流电转换为交流电的设备，用于将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，以供家庭或工业用电。
然而，在某些情况下，光伏逆变器可能会遭遇孤岛效应。
孤岛效应是指在一个电网中，由于某些原因，一部分区域的电力系统与其他区域隔绝，形成了一个“孤岛”。
在这种情况下，如果光伏逆变器仍在继续向孤岛供电，那么这些电力设备将无法确保电力质量和电力安全。
因为在孤岛效应的情况下，电压和频率可能会变化，这会影响到供电质量和设备安全，甚至可能会导致设备损坏。
为了避免孤岛效应，光伏逆变器需要具备逆变器控制功能，以便在发生孤岛效应时及时停止向孤岛供电。
同时，电力系统也需要具备相应的保护措施，如自动分闸系统和保护继电器等，以确保电力系统在孤岛效应发生时能够迅速地与其他电网断开连接，避免电力质量和设备安全问题。
总之，孤岛效应是光伏逆变器运行中需要注意的问题之一。
只有在逆变器控制和电力系统保护措施完备的情况下，才能确保光伏逆变器的正常运行和电力安全。
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并网光伏发电系统的反孤岛研究与离网光伏发电系统相比较，并网太阳能发电系统具有更高的电能利用率，太阳能发电系统将光伏阵列发出的电能经逆变器逆变后输送到电网1，并网时需满足以下条件：发电系统的电压频率经逆变器逆变后与并网电压频率相同、系统输出电压的最大值与电网电压最大值相同、经逆变后的电压与电网电压的相角差为零2。
光伏并网发电技术作为快速进展的新能源技术之一，带来的孤岛效应问题也亟待解决。
根据现有的技术，孤岛解决方案分为主动方案和被动方案两种。
当并网断开时，发电系统逆变器输出端的电气参数会因为断开电网而变化，以检测电压、频率、相位变化为依据的是被动式方案，被动式方案在负载所需功率和太阳能发电系统输出功率相等时，频率的变化很小，从而无法检测到孤岛故障。
与被动式不同的是向电网注入扰动来检测孤岛效应的方法则是主动式反孤岛策略，该方法更容易实现，克服了被动式无法检测到频率变化的缺陷。
本文的正反馈主动式频率偏移法的提出加快了检测孤岛故障的速度。
1孤岛效应的发生与检测1.1孤岛效应的发生此处以测试原理图来解释孤岛故障，如图1所示。
从孤岛测试原理图中能够看出，太阳能发电系统经逆变后，经过电气设备与电网连接。
当太阳能发电系统正常工作时，用电感、电阻、电容的并联电路来表示发电系统的负载，太阳能发电系统的输出功率用P+jQ表示。
1.2孤岛效应的检测图2所示为太阳能并网发电结构图。
光伏阵列发出的电经IGBT逆变传送到电网，L1、C2组成滤波器能够同意特定的频率通过，用电容C、电阻R、电感L并联来表示负载。
C1充电后表示直流电源。
光伏阵列发出的电经过逆变器逆变后，能够与电网电压同频同相3，这样才能并网。
在图3所示的示意图中，若开关断开后，就会产生孤岛效应问题，开关断开后，发电系统的电压和频率无法操纵，对本地负载会造成危害，当开关重新闭合时，也会影响电网的电能质量。
局部反孤岛策略如图4所示，反孤岛策略主要分为以下两种：被动式方案是在电网发生断电时，以检测电路中的相关参数为依据的，这种方法检测不到电压频率的变化，造成漏检；主动式是向逆变器输出电流注入扰动引起电压频率变化来推断是否发生了孤岛现象4，对于负载来说，若电容过大或电感过大时会有检测盲区，无法检测到故障。
光伏逆变器防孤岛保护原理
光伏逆变器防孤岛保护是指在光伏发电系统中，当主电网发生故障或停电时，逆变器能够及时检测到，并主动切断与主电网的连接，以防止光伏逆变器形成孤岛运行。
光伏逆变器防孤岛保护的原理主要包括两个方面：电流监测和频率监测。
1. 电流监测：当主电网故障或停电时，光伏逆变器通过感知电网电流的变化来判断是否发生了故障。
如果光伏逆变器检测到电网电流下降到一定程度或消失，则说明发生了故障或停电。
2. 频率监测：主电网的频率通常是恒定的，当发生故障或停电时，主电网的频率会发生变化。
光伏逆变器通过频率监测来检测主电网频率的变化情况。
如果光伏逆变器检测到主电网频率超出一定范围或变化较大，则说明发生了故障或停电。
当光伏逆变器同时检测到电流异常和频率异常时，会主动切断与主电网的连接，以避免形成孤岛运行。
切断连接后，光伏逆变器将停止向主电网注入电能，确保安全运行。
需要注意的是，光伏逆变器防孤岛保护的实现还需要符合相关的国家和地区的技术规范和标准，以确保系统的可靠性和安全性。
反孤岛解决方案1. 孤岛效应所谓孤岛效应，是指当电力公司因故障或停电维修而停止供电时，用户端的并网逆变器系统仍处于工作状态，使得并网逆变器和周围的负载形成了电力公司无法控制的自供电网络。
光伏并网发电系统处于孤岛运行状态时会产生严重的后果：（1）电网无法控制孤岛中的电压和频率，若电压和频率超出允许的范围，可能对用户的设备造成的损坏；（2）若负载容量大于光伏发电系统的容量，光伏发电系统过载运行，易被烧毁；（3）与光伏发电系统连接的电路仍会带电，对检修人员造成危险，降低电网的安全性；（4）对孤岛进行重合闸操作时会导致该线路再次跳闸，还有可能损坏光伏发电系统和其他设备。
因此，光伏并网逆变器具有孤岛检测和反孤岛的功能是很有必要的。
2. 孤岛检测检测孤岛效应的方法有很多种，主要分为两种：被动检测和主动检测。
被动检测就是光伏并网逆变器检测与电网连接处的电网电压或频率的异常来检测孤岛效应。
主动检测是有意的引入一些扰动信号，来监控系统中的电压、频率和阻抗的相应变化，以确定电网的存在与否。
比较被动检测和主动检测的区别，被动检测的软件实现比较简单，但是检测范围有限，无法满足并网发电系统反孤岛保护安全标准的要求，因此我们选择用主动检测的方法；而主动检测可以使孤岛检测的盲区尽可能的小，孤岛检测比较有效，但是软件实现比较复杂，并且会使并网发电系统的发电效率有所降低。
国际上对反孤岛检测方案和响应时间没有明确的规定， IEEE Std.929[2]和IEEE Std.1547[3]根据孤岛效应发生时的具体情况推荐了不同的孤岛效应检测时间。
表1为IEEE Std.1547[3]允许的孤岛效应检测时间。
n n n f 指电网电压的频率值。
对于中国的单相市电，n f 为50Hz 。
经研究讨论，根据逆变器的控制策略，我们选择了两种的孤岛检测的方法，滑膜频率偏移法（slip-mode frequency shift, SMS ）和主动电流扰动法。
光伏发电并网系统的孤岛效应及反孤岛策略近年来，随着能源的过度消耗，传统能源对环境带来的影响日益加重，人们逐渐意识到清洁能源的使用可以改善现有能源紧缺的状况，也可以改善能源使用对环境所带来的影响。
太阳能作为一种清洁、环保型的能源不仅无污染、可持续性强而且使用便捷，因此越来越多的人开始使用这种新型能源。
随着使用范围的扩大，它已经从补充型能源向替代型能源逐渐过渡。
孤岛效应是光伏发电中独有的故障，为了能够让清洁能源得到更好的利用，我们必须要制定对应的策略来改善孤岛效应带来的损害。
一、关于孤岛效应（一）概念它是指在光伏发电系统中，整个电力网络由于故障原因或是停电而出现跳闸断电的情况。
而此时各个分布式发电系统并没有检测出对应的故障问题，进而没有及时将光伏发电系统与电力网络断开，从而形成了一个以分布式发电系统以及其他负载组件共同形成的发电孤岛。
（二）危害1.一旦这种发电孤岛形成就会给系统内的电压和频率造成非常直接的影响，甚至会对相应的装置设备造成损害[1]。
2.而当故障解除之后，光伏发电系统在重新接入电力网络时又可能会出现电压不同步的情况，继而出现电流突变的情况，导致电力设备和其他器件受到损害。
3.断电之后的孤岛效应会造成接地故障无法彻底清除，给电力系统造成影响。
4.孤岛效应很容易给工作人员带来认知偏差，认为是电力网络断电，进而做出错误的判断，给工作人员的人身安全带来威胁。
为了避免孤岛效应给设备和工作人员造成危害，就必须要在出现此类情况时具备一定的防御保护能力，进而确保设备完好、人员安全。
二、关于孤岛效应危害的解决策略触发孤岛效应出现的必要条件就是光伏系统内的输出功率与其负载功率相互匹配。
依据孤岛效应的检测规定，当发电系统中所输出的有功功率和负载有功功率之间出现5%的误差且持续时间长达2s以上，便可以确定光伏发电的孤岛效应已经产生。
因此我们可以得出结论，孤岛效应的出现与功率数值是否匹配以及其所能够持续的时间有紧密的联系。
光伏孤岛装置的作用、光伏电站反孤岛保护装置的作用
国家电网针对分布式光伏电站有了更加明确的规定，就是根据光伏的安装容量大小和变压器的自身容量，加装反孤岛装置。
若不加装反孤岛，接入的光伏容量最多只能为变压器的25%，若加装反孤岛装置，可以增加到变压器的80%。
由此看来，加装反孤岛装置对于分布式光伏电站是非常重要的，起着非常重要的作用。
首先来说，反孤岛装置是一个柜子的形式出现，它不同于防孤岛装置。
防孤岛保护装置一般安装在并网柜中，当电网出现异常时候，跳开并网开关因此在防孤岛概念中有主动式防孤岛和被动式防孤岛之分。
反孤岛装置是一个配电柜。
里面的核心元件为扰动电阻，控制元件，反孤岛开关等。
其主要作用为当电网失电的情况下，如果400V母线依然有电，这时候启动反孤岛装置。
通过投入反孤岛来扰动400V母线电压，从而迫使逆变器停止运行。
保证检修人员的安全。
国家电网的典型设计规范如下图所示：
一般来讲，国家电网使用的JP柜都是三路馈线，这样一来，需要反孤岛装置配有三组开关来配合使用。
一般都是用于低压400V的电压等级。
如果是10KV或者更高的电压等级，使用的应该是防孤岛保护装置了。
如今集中式光伏电站逐渐减少。
屋顶式光伏电站逐渐增多。
而且对于大多数的扶贫项目来说，都是安装容量比较小的而且安装比较分散，使用的多为公变。
这样一来即时电网停电了。
逆变器也极大可能处于发电状态，这种孤网运行是不允许存在的，因此在检修前如电网有此现象，立即投入反孤岛。
反孤岛解决方案
1. 孤岛效应
所谓孤岛效应，是指当电力公司因故障或停电维修而停止供电时，用户端的并网逆变器系统仍处于工作状态，使得并网逆变器和周围的负载形成了电力公司无法控制的自供电网络。
光伏并网发电系统处于孤岛运行状态时会产生严重的后果：
（1）电网无法控制孤岛中的电压和频率，若电压和频率超出允许的范围，可能对用户的设备造成的损坏；
（2）若负载容量大于光伏发电系统的容量，光伏发电系统过载运行，易被烧毁；
（3）与光伏发电系统连接的电路仍会带电，对检修人员造成危险，降低电网的安全性；
（4）对孤岛进行重合闸操作时会导致该线路再次跳闸，还有可能损坏光伏发电系统和其他设备。
因此，光伏并网逆变器具有孤岛检测和反孤岛的功能是很有必要的。
2. 孤岛检测
检测孤岛效应的方法有很多种，主要分为两种：被动检测和主动检测。
被动检测就是光伏并网逆变器检测与电网连接处的电网电压或频率的异常来检测孤岛效应。
主动检测是有意的引入一些扰动信号，来监控系统中的电压、频率和阻抗的相应变化，以确定电网的存在与否。
比较被动检测和主动检测的区别，被动检测的软件实现比较简单，但是检测范围有限，无法满足并网发电系统反孤岛保护安全标准的要求，因此我们选择用主动检测的方法；而主动检测可以使孤岛检测的盲区尽可能的小，孤岛检测比较有效，但是软件实现比较复杂，并且会使并网发电系统的发电效率有所降低。
国际上对反孤岛检测方案和响应时间没有明确的规定， IEEE Std.929[2]和IEEE Std.1547[3]根据孤岛效应发生时的具体情况推荐了不同的孤岛效应检测时间。
表1为IEEE Std.1547[3]允许的孤岛效应检测时间。
n n n f 指电网电压的频率值。
对于中国的单相市电，n f 为50Hz 。
经研究讨论，根据逆变器的控制策略，我们选择了两种的孤岛检测的方法，滑膜频率偏移法（slip-mode frequency shift, SMS ）和主动电流扰动法。
3. 滑膜频率偏移法
并网光伏逆变器采用电流控制并网，即控制逆变器的输出电流，使其成为与电网同频的正弦波，而对输出电压却不直接控制，输出电压或受电网钳制（并网工作时），或取决于输出电流和负载（孤岛运行时）。
滑膜频率偏移法在逆变器电流控制的基础上，通过控制逆变器输出电流的相位控制，使公共点频率在电网失压后偏离额定值而检测出孤岛。
3.1 滑膜频率偏移法的工作原理
在不加SMS 算法时，逆变器输出电流和公共点电压PCC v 同频相加；加入SMS 孤岛检测算法后，逆变器电流给定的频率不变，但相位发生偏移（大小由SMS 算法决定），如图1所示。
逆变器的电流控制为：由锁相环（PLL ）检测公共点电压上升沿时间，得到公共点（PCC ）电压频率，作为下一个周期光伏并网逆变器输出电流的频率；下一个周期电流的起始时刻为公共点电压过零上升时刻，其初始相位由SMS 算法决定，通常取
)2sin(g
m g m sms f f f f --⋅=πθθ 其中m θ为滑膜频率偏移算法期望的最大偏移，m f 为产生最大相移时对应的频率，g f 为电网额定频率，f 为公共点频率。
图1 滑膜频率偏移法孤岛检测方法示意图 由逆变器电流控制系统等效模型（参见图2）可知，电流PV i 和电压PCC v 的相位差受SMS 算法和RLC 负载相位角∠G(j ω)的影响，当sms θ+∠G(j ω)>0时，PLL “看到”电流滞后于电压，会增加给定电流的频率；当sms θ+∠G(j ω)<0时，PLL “看到”电流超前于电压，会减小给定电流的频率。
因此，要使电网断开后公共点频率因电
流频率的变化而逐渐远离额定值，必须满足：
sms θ+∠G(j ω)>0， f ≥g f 时；
sms θ+∠G(j ω)<0， f ≤g f 时。
如果上述关系成立，在电网断电后，公共点的电压的相位就会始终超前（或滞后）于电流相位，在锁相坏的作用在频率逐渐推高（或降低），最后超出正常范围，检测出孤岛。
PV 系统电流控制
RLC 负载
图2 PV 系统等效模型
需要说明的是在孤岛运行时，由于只控制电流输出，电压与电流的位置主要受负载的类型所影响，主要分为容性负载和感性负载。
感性负载的特性是电压的相位超前电流，并且总有超前电流的趋势。
图3 感性负载电压/电流相位图
容性负载的特性是电压的相位滞后电流，并且总有滞后电流的趋势。
图4 容性负载电压/电流相位图
滑动频率偏移法是根据负载的类型，计算相位角 ∠G(j ω) 与滑动频率偏移角sms θ人为的造成电流相位一个微小的偏移。
在并网时，由于电网频率钳制电压波形，导致电压相位不会受到电流相位的影响；在孤岛发生时，电流相位的微小偏移会在电压波形的超前/滞后的特性下导致电压的频率不断减小/增大，而电流频率又反过来受到电压频率影响，电流频率不断减小/增大，与额定值的偏移量就会不断增大，因而由SMS 算法得出的每个周期所施加的偏移相位也不断增大，进而再导致频率偏离额定值越来越大，直至超过限定值，从而快速检测出孤岛。
但是，我们可以发现，如果sms θ+∠G(j ω)=0时，即SMS 算法得到的相位偏移量为0，当出现这种情况时，就可能会出现孤岛无法被检测出的情况，即所谓的孤岛检测的盲区，这个盲区是无法的被消除的，只能尽可能去减小盲区，使上面的情况出现的可能性尽量小。
从各方面的资料文献上，我们了解到m θ取5°时，能使这个盲区比较小。
我们取m θ为5°，对应的弧度值约为0.0873；g f 取电网频率50.0Hz ；m f 取49.5Hz ，也就是当频率偏移至49.5Hz 时认为孤岛出现。
当前电压频率通过锁相环得到，代入公式后为：
)50
5.49502sin(5--⋅=f sms πθ。
化简后，得到最终公式：
))50sin(5-⋅=f sms （。
πθ
根据计算出的相位差代入程序中电流相位的补偿项AngleIref ，得到了新的电流相位补偿项。
模拟出的结果如下图所示。
图5 孤岛出现时频率的变化
3.2 滑膜频率偏移法的程序流程
根据上一节的分析，我们就可以将滑膜频率偏移法编入到程序中，作为电流控制的一部分，每个周期都对电流施加相位偏移，当孤岛发生时，能够快速的检测出。
图6为程序实现框图，图7为程序运行流程图。
是否一次计算
图6 程序实现框图
图7 程序运行流程图
4.主动电流干扰法
4.1 主动电流干扰法工作原理
图8 主动电流扰动法检测孤岛系统图
主动电流扰动法检测孤岛系统如图8所示。
并网逆变器工作在电流控制模式，在不添加电流扰动的情况下，控制逆变器输出电流跟随给定信号g v （一般为电网信号或者与电网同频同相的正弦），此时
L i =g v
在添加干扰信号时，电流的参考信号为正弦信号g v 和干扰信号gi v 的差，则
L i =gd v =g v -gi v
并网情况下，公共点PCC 的电压PCC v 为电网电压，如果逆变器输出和负载消耗的功率相匹配，那么在不添加扰动情况下电网断电时，PCC 点的电压不发生变化，会导致孤岛发生。
而在添加电流扰动的情况下，电网断电时，PCC 点的电压取决于逆变器输出电流和本地负载。
PCC v =L i Z=(g v -gi v )Z
PCC v 在原来的基础上添加了gi v Z 的电压降，超出欠电压保护的阙值范围，即使在功率相匹配的情况下孤岛也可以检测出来。
4.1 主动电流干扰法软软件实现
图9 主动电流扰动法检测孤岛的流程图
主动电流扰动法检测孤岛流程如图9所示。
在这个方法中，要主动给电流幅值施加偏移量，那这个偏移量只能是负的，即减小电流的幅值，因为如果增大电流幅值，就有可能使逆变器过载。
另外，施加的偏移量不能过小，如果过小就有可能电压幅值变化也不够大，没有超出电压的限制，导致检测孤岛失败，所以施加的偏移为给定值的50%是合理的。
主动施加的偏移量比较大，导致逆变器的输出效率会有明显降低，因此不能每个周期都施加电流偏移量，要根据反孤岛检测时间和逆变器的输出效率综合考虑，来确定主动扰动的频率。
我们设定每隔20个周期施加2个周期的电流扰动，numA=20，numB-numA=2，即numB=22。
使用NUM计数周期，NUM初始值为0。
首先检测公共点电压的频率，如超出限制，则判为孤岛，逆变器停止；若频率检测正常，采样公共点电压和电流，若电压超过限制，则判为孤岛；若电压检测正常，NUM计数加一，然后和numA比较，若小于numA，即计数周期还未计满20次，不施加电流扰动，给定正常电流，然后重新开始循环检测；若大于numA，则表示计数周期已有20次，接下来两个周期要施加电流扰动，即NUM计数到第20，21周期时为施加扰动周期，和numB （numB=22）比较，小于numB时，给电流施加扰动，我们给定电流的偏移量为50%，然后开始下一次循环，若计数到了22，即表示电流施加扰动结束，NUM清零，开始下一轮的施加电流扰动的大循环。
从以上分析，主动电流扰动法软件实现不算复杂，单台运行时没有检测盲区，施加的电流扰动不产生谐波，不会污染电网，但是也有几个不足。
首先，施加电流扰动时会明显逆变器的输出效率，减小了发电量；另外，每隔N个周期给电流施加扰动，当发生孤岛是，检测出孤岛的时间可能会大于0.02·N（s），如果N取过大时，检测出孤岛的时间就比较长，如果N去过小，则对逆变器的输出效率有比较大的影响。
